砝码量值传递检定实验室的构建规划

 0引言

      在我的量值传递系统中,质量量值传递处于非常重要的地位。而砝码作为承载质量值的重要载体,其量值的准确性更是直接关系到质量量值传递的准确性。”所以，砝码量传实验室规划布局的合理性,将直接影响到质量量值传递工作。构建规划符合高标准要求的砝码量值传递实验室,是-个系统I程,因为实验室不仅需要配备符合标准和规程要求的高准确度等级标准砝码,还要配备高准确度等级,性能优良的质量量值传递衡景仪器。而用f量值传递的衡量仪器和其他用途的衡量仪器(如分析平等)相比,各项环境条件的要求都比较高。这里所说的各项环境条件,不仅仅只是指实验室内部的温湿度、气压等常规环境技术指标，更主要的还括实验室周围的地理条件、所处方位以及实验室内部的恒温系统等各种因素。所以构建规划个符合要求的砝码量传实验室需要从多方面综合考虑，下面就针对量传F1等级砝码的实验室构建规划的要求作出具体说明。

所以,要求实验室必须建立在整幢实验楼的地面层(下面无类似地下室或停车场等任何建筑)，并且周围应无明显的振源以避免振动对衡量仪器造成影响。

      砝码属于较高准确度等级的标准计量器具,在行量值传递检定时,如果实验室的温度、湿度等环境状况波动较,会对检定结果的准确性带来较的影响,F,及以F等级砝码的量传检定应在表1所要求的稳定的环境状况下行。
 

表1  砝码检定环境条件要求

      砝码准  相对湿度范围确度等级  及变化要求30% ~ 70%，每4h变化15%  30% ~ 70%，每4h变化15%温度变化要求 每4h变化20每4h
变化3.5C每4h变化5CM1
 

实验室环境条件

      要达到稳定的环境条件,就要求实验室配备能满足上述要求的恒温、恒湿设施。但由于气流也是影响衡量仪器稳定性的重要因素,砝码量传检定时在质量实验室内部不允许有容易察觉到的气流存在。特别是在工作台上方距离工作台上表面在构建砝码量值传递检定实验室时,对实验室  30cm处,风速应不于0. 1m/s;所以实验室应尽量

      使用中央空调采取集中恒温、恒湿方式，尤其注意不能采用暖气、电暖气等来提供恒温,以尽量避免不均匀的热源存在，造成实验室内部气流的不稳定。且空气交换速率应不低f 30次/h;实验室内新H风回送的交换比例应低于30% ,并应尽量减小送风噪

10~3g.且其振动频率(低频率)的范围在50~500Hz气流产生不均匀.对衡景仪器的使用浩成影响。
 

实验室地基及工作台

      同时为避免实验室内部温湿度不均衡情况的发天平台台面宜采用加厚花岗岩等石材,要水经过表生,应尽量避免有阳光直射至实验室内部，有条件的  面处理的花岗岩台面，厚度至少为60mm,重量至少可建成无窗实验室。如有窗户,窗户密闭性应良好  达100kg,这样可依靠其自身重力减少外界振动等且朝向选取朝北背阴方向,并要使用避光防尘性能  因素对测试准确度的影响。台面和天平台框架问应好的厚窗帘遮蔽窗户。  采用软连接(可在两者之间加放减振块或减振垫等

      实现减振功能) ,吸收来自外界产生的冲击力。采用全钢框架的天平台同地面接触处还应采用防滑减震的橡胶地脚,使来自地面传导的冲击力在此处得到标的要求非常高(在实验室环境条件中已阐述) ,所  了次吸收和减振。依据相关标准和不同等级砝

      码检定工作的要求,还可行多级减震,精度可达万分之至十万分之。

      工作台还应能抗磁性，并有有静电保护装置工作台基础四周同实验室地基相分离(在两地基之(使用除静电装置,天平接地等方法)以防止静电对间有5cm间隙)，尽量减少相互干扰。如图1  衡量仪器带来危害。

所示,采用碎石层和黄沙层减振的工作台基础，在实  3)照明装置应与工作台保持定距离, 且好验室地基基础施工时,应预留同减振工作台基础块  使用冷光灯(荧光灯)以避免产生热辐射所带来的体积相同的基础坑。地基深度为1m,基础块为钢筋  空气流动,从而给检定工作造成影响。混凝土结构(C30水泥),浇筑时先在干燥的防震沙上覆盖层防水层。施工时应尽量减少对设备产生磁场的影响，要认真细致检查,避免磁性物件或铁器等容易磁化的物件落人基础块和地基中。图2所示采用橡胶减振垫减振的工作台基础,施工时同采用碎石层和黄沙层减振的工作台基础的注意事项相同，只是所采用的减振材料不同。
 

3 标准装置配置

      诚震块或成振型平台

      地门能凝七水泥失↓或振工作台基础块)黄沙层单层图1采用碎石层 和黄沙层减振的工作台

      量传F1等级砝码需要使用F2等级砝码标准装置，其标准器的主要构成为E2等级无磁标准砝码和配套衡量仪器。随着科学技术的发展,重复性稳定的质量比较仪已逐渐成为砝码量传实验室衡量仪器的主流配置,并逐渐替代传统的TG328、TC332等系列的机械天平。-套完整的F1等级砝码基本括:1mg、2mg、5mg、10mg、20mg、50mg、100mg 200mg、 500mg、1g、2g、5g、10g、20g、 50g、100g 200g、500g、1kg、2kg、5kg、10kg、20kg,由于被检砝码的质量量值不同,所以必须科学合理的选择衡量仪器,表2为-套较合理的质量比较仪配置方案。这样的配置,不仅可很好的满足F1等级砝码量
0C带来的误差不过+0.54μV(相当于+0.1C)，按照均匀分布，含因子h=√3 ,取半宽0.54μV,故标准不确定度u(e标3)= 0.54/3 =0.31μV
5)输人量e际(t)的标准不确定度u(e标)的计算输人量e标(t)的标准不确定度u(eu)由分项u(e标) ~u(e标1)合成,则标准不确定度为:
u(eh)=√u(e标)+u(etz2)2+u(ex3)"+u(ea)
=√10.7271-+0.049-+0.042+0.312= 10. 732μV

5扩 展不确定度
取含因子k=2,则U=kXu。=2x66.376= 132.75μV ,换算成温度为:U=3.1C :

6测量结果
12次测量的平均值e被(tT)= 16. 5764 mV,换算成温度为u=404.2C ;校准结果以12组数据的平均值表示,为(404.2+3.1)C, k=2。

合成标准不确定度
7小结
4.1灵 敏系数
e(i)=e城(1)+
Eg(1)-e(b)-S(1)
S(t)
$(1) 灵敏系数:C,=1 C2=
S标(i)
查表可得400C时, =42.24μV, =9.57μV,因此,C2=4.41,C3=-4.414.2  合成不确定度ue
u。=√[eu(e数) J2+[c2u(E际) ]+[c3u(e)]
=√40.39392 +(4.41x5.2382)2+( -4.41x10.7318)2= 66.376μV

本文通过对廉金属热电偶行测,并对测量结果有影响的不确定度分量行分析,通过实际的测试数据行计算,终给出测量结果,为廉金属热电偶在以后的不确定度评定中提供了参考方法。

参考文献
家质量技术监督总局.测量不确定度评定与表示(JJF1059- 1999).北京:中计量出版社, 1999
家质量技术监督总局.工作用廉金属热电偶检定规程( JJG351-1996).北京:中计量出版社，1997[3]黄涛.计量技术基础.北京:中计量出版社,2007